Классификация разновидностей антропогенного воздействия человека на природу
Промышленные предприятия преобразуют почти все компоненты природы (воздух, воду, почву, растительный и животный мир и т. д.). В биосферу (атмосфера, водоемы и почва) выбрасываются твердые промышленные отходы, опасные сточные воды, газы, разные по размерам и химическому составу аэрозоли.
Атмосферные загрязнения ускоряют разрушение строительных материалов, резиновых, металлических, тканевых и других изделий. При соответствующем составе и концентрации они могут явиться причиной гибели растений и животных. Самый же большой ущерб эти сложные по химическому составу вещества наносят здоровью населения.
Взвешенная в воздухе пыль адсорбирует ядовитые газы, образует плотный, токсичный туман (смог), который увеличивает количество осадков. Насыщенные сернистыми, азотистыми и другими веществами, эти осадки образуют агрессивные кислоты. По этой причине скорость коррозионного разрушения машин и оборудования во много раз увеличивается.
В общем виде техногенные загрязнения классифицируются по двум группам:
материальные — запыление атмосферы, твердые частицы в воде и почве, газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы;
энергетические — теплота, шум, вибрация, ультразвук, свет, электромагнитное поле, ионизирующие излучения.
Радиоактивные отходы могут рассматриваться как материальные и как энергетические.
В основу классификации материальных загрязнений принята среда их распространения (атмосфера, гидросфера и литосфера), их агрегатное состояние (газообразные, жидкие, твердые), применяемые методы обезвреживания и степень токсичности загрязнений.
Материальные загрязнения подразделяются на выбросы в атмосферу, сточные воды и твердые отходы. Классификация выбросов вредных веществ в атмосферу устанавливается государственными стандартами, согласно которым выбросы подразделяются по агрегатному состоянию и массе веществ, выбрасываемых в единицу времени (обычно тонны в сутки).
Физико-химический состав промышленной пылизависит в основном от материала, из которого она образовалась, и механизма ее образования. Механизм образования пыли определяет ее дисперсный состав: крупнодисперсные (более 10 мкм) и мелкозернистые (менее 10 мкм), но существуют и используются и более детальные классификации пыли по размерам и структуре. По структуре пыль может быть аморфной, кристаллической, волокнистой и пластинчатой.
Производственные сточные водыхарактеризуются рядом параметров — количеством и физико-химическими свойствами растворенных, эмульгированных и взвешенных примесных веществ, степенью их токсичности, щелочностью или кислотностью, органолептическими характеристиками (запах, вкус, цвет).
Производственные сточные воды подразделяются на условно чистыеигрязные.Условно чистыми являются воды от охлаждения технологического оборудования и аппаратуры. Эти воды охлаждаются в заводских прудах или градирнях, очищаются от масел и взвешенных частиц и затем возвращаются в производство при ограниченном добавлении чистой воды. Грязные сточные воды отличаются не только на различных предприятиях, но и на одном предприятии от разных цехов и участков.
Промышленные твердые отходы кроме классификации по токсичности подразделяются на металлические, неметаллическиеикомбинированные.К неметаллическим отходам относятхимически инертные(отвалы пустой породы, зола и т. д.) ихимически активные(пластмассы, резина и т. д.), к комбинированным — промышленный и строительный мусор.
Энергетические загрязненияокружающей среды включают промышленные тепловые выбросы, а также все виды излучений и полей.
Тепловое загрязнениебиосферы присуще в большей или меньшей степени всем видам производств и проявляется в виде конвективного или радиационного теплообмена между нагретыми выбросами или нагретыми технологическими установками и окружающей средой, что приводит к локальному повышению температуры атмосферы, воды или почвы. Особенно нежелательно воздействие тепловых выбросов на водоемы, поскольку это нарушает водный экологический режим.
2. Загрязнение биосферы ксенобиотиками и ответная реакция природы
Одним из крупных недостатков многих действующих технологий заключается в том, что они основаны на процессах и веществах, чуждых биосфере. В итоге неизбежно возникают экологические опасности в виде очагов загрязнения ксенобиотиками (от греческого ксенос - чужой): радиоактивными веществами, пестицидами и продуктами их неполного разложения, тяжелыми металлами (свинцом, кадмием, ртутью, никелем и т.д.), другими биологически активными элементами (фтором, ванадием, бериллием и др.).
В настоящее время науке известны более 10 млн органических соединений. Около 100 тыс. из них используются довольно широко, и более тысячи добавляются к их списку каждый год. Некоторые из них известны как опасные токсиканты, мутагены, онкогены и т.д. При накладке действие их, как правило, усиливается. Загрязнение распространяется на многие биологические виды и места обитания, так что становится невозможным проследить многочисленные экологические последствия их использования. Чтобы оценить даже простейшие экологические эффекты, острую токсичность и биоконцентрирование каждого из этих веществ, требуется более 10 тысяч долларов, а стоимость всестороннего исследования увеличивается в сотни раз. Необходимо иметь в виду, что, несмотря на некоторые различия в чувствительности и реакции различных видов живой природы на ксенобиотики, в основе механизмов жизнедеятельности лежат одни и те же клеточные структуры и биохимические механизмы.
В оценке последствий промышленного воздействия на природу важное значение имеет выявление допустимых масштабов этого воздействия, при которых оно не причинило бы вреда человеку и природе. Любое промышленное воздействие на природу характеризуется ответной реакцией со стороны окружающей среды, выражающейся, как правило, в трех формах:
• адаптационной(с локальным, статическим смещением равновесия);
• восстановительной(или самовосстановительной), характеризующейся полным возвратом экосистемы в исходное состояние;
• частично восстановительной(или невосстанавливаемой), характеризующейся необратимым сдвигом экосистемы от исходного (равновесного) состояния.
Таким образом, любое промышленное воздействие обусловливает определенный комплекс локальных потерь, выражающих соответствующую ответную реакцию в природе — адаптационную, восстановительную, невосстановительную. В границах рассмотренных форм техногенного воздействия происходит антропогенное изменение природного ландшафта. Поэтому регламентация антропогенных факторов окружающей среды составляет необходимое условие обеспечения и сохранности экологического равновесия в системе “человек—природа”.
3. Аэрозольные загрязнения воздушной среды
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб. км пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнения воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест.
Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС.
Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс. куб. м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли.
Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу.
Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ, но нельзя забывать и о фреонах, или хлорфторуглеводородах. Именно их большинство ученых считают причиной образования так называемых озоновых дыр в атмосфере. Фреоны широко используются в производстве и в быту в качестве хладореагентов, пенообразователей, растворителей, а также в аэрозольных упаковках. А именно с понижением содержания озона в верхних слоях атмосферы медики связывают рост количества раковых заболеваний кожи. Известно, что атмосферный озон образуется в результате сложных фотохимических реакций под воздействием ультрафиолетовых излучений Солнца. Хотя его содержание невелико, его значение для биосферы огромно. Озон, поглощая ультрафиолетовое излучение, предохраняет все живое на земле от гибели. Фреоны же, попадая в атмосферу, под действием солнечного излучения распадаются на ряд соединений, из которых окись хлора наиболее интенсивно разрушает озон.